Mokslininkų grupė sėkmingai panaudojo žmogaus kvėpavimo organoidus (mini organus) žmogaus rinovirusui C (HRV-C), kuris anksčiau buvo atsparus įprastiniam viruso auginimui, dauginti. Šis proveržis atveria naujas galimybes suprasti šiuos įprastus kvėpavimo takų virusus ir paspartinti vakcinų bei antivirusinių vaistų kūrimą. Išvados paskelbtos naujausiame numeryje Gamtos komunikacijos.
Šį virusologijos tyrimų etapą pasiekė komanda, vadovaujama profesorės Jane Zhou Jie ir profesoriaus Yuen Kwok-Yung iš Mikrobiologijos katedros prie Klinikinės medicinos mokyklos Honkongo universiteto LKS Medicinos fakultete (HKUMed), bendradarbiaujant su profesoriumi Hansu Cleversu iš Hubrechto instituto, organoidinės technologijos pradininku.
HRV-C fonas
Žmogaus rinovirusai (HRV), pagrindiniai peršalimo sukėlėjai, yra labai užkrečiami ir sukelia viršutinių kvėpavimo takų infekcijas ištisus metus. Iki šiol buvo nustatyta daugiau nei 160 ŠSD serotipų ir suskirstyti į A, B ir C tipus; ir nuo 2006 m. buvo atrasta daugiau nei 60 HRV-C potipių.
HRV-C infekcijos paprastai yra susijusios su sunkesniais simptomais ir yra susijusios su astmos ir kitų lėtinių kvėpavimo takų ligų paūmėjimu. Per pastaruosius du dešimtmečius nebuvo prieinami eksperimentiniai modeliai, skirti didelei HRV-C šeimai dėl jų nesugebėjimo kultivuoti įprastose ląstelių linijose laboratorijose, o tai trukdė mokslinių tyrimų pažangai kuriant antivirusinius vaistus ir vakcinas nuo HRV-C infekcijų.
Todėl reikėjo skubiai sukurti naujus metodus, skirtus HRV-C kultivavimui, kad būtų sukurtos atitinkamos vakcinos ir stiprūs vaistai, sprendžiantys jos grėsmę visuomenės sveikatai. HKUMed tyrimų grupės sukurtas naujoviškas žmogaus kvėpavimo organoidų panaudojimas įveikė šią kliūtį ir sukūrė naują modelio sistemą, skirtą tirti ir kovoti su HRV-C.
Pirmieji pasaulyje žmogaus kvėpavimo organoidai
Tyrėjų komanda, bendradarbiaudama su profesoriumi Hansu Cleversu, septynerius metus skyrė pirmai pasaulyje kvėpavimo organoidų kultūros sistemai, naudojanti suaugusiųjų plaučių kamienines ląsteles ir nosies epitelio ląsteles, sukurti. Taikydama tiksliai apibrėžtus išplėtimo ir diferenciacijos metodus, komanda sėkmingai sukūrė brandžią nosies gleivinę, kvėpavimo takų ir alveolių organoidus.
Novatoriška kvėpavimo organoidinės kultūros sistema leidžia mokslininkams efektyviai ir stabiliai rekonstruoti ir išplėsti visą žmogaus kvėpavimo epitelį laboratorijoje. Šie apdovanojimus pelnę biologiškai aktyvūs kvėpavimo organoidai tapo patikimomis universaliomis kvėpavimo biologijos ir susijusių ligų tyrimo priemonėmis.
Tyrimo išvados
Tyrimo grupė panaudojo kvėpavimo organoidus, kad izoliuotų ir iš eilės platintų HRV-C, o po to nuodugniai apibūdino viruso ir šeimininko sąveiką. Jie parodė, kad tiek kvėpavimo takų organoidai, tiek nosies organoidai yra labai jautrūs HRV-C ir gali veiksmingai išskirti virusą iš klinikinių mėginių.
Imunosupresijai, kurią sukelia maža molekulė, kvėpavimo takų organoidai palaiko nuoseklų HRV-C perėjimą, o nosies organoidai tai pasiekia be jokios intervencijos. Be to, nosies organoidai yra jautresni HRV-C infekcijai nei kvėpavimo takų organoidai, tikriausiai dėl stipresnio antivirusinio kvėpavimo takų organoidų atsako.
Galiausiai, tyrimas parodė organoidinio HRV-C infekcijos modelio taikymą vaistų patikrai. Todėl šis naujoviškas modelis gali būti naudojamas kuriant HRV-C vakcinas ir antivirusinius vaistus.
Profesorė Jane Zhou Jie, vadovavusi tyrimui, pabrėžė neprilygstamą žmogaus kvėpavimo organoidų stiprumą tiriant HRV-C, teigdama: „Mūsų tyrimas pabrėžia unikalų kvėpavimo organoidų gebėjimą tirti HRV-C dėl prastai kultivuojamo viruso dauginimosi. išsamiai išskaidyti viruso ir šeimininko sąveiką bei galimas vakcinų ir antivirusinių vaistų kūrimo programas.
„Dar svarbiau yra tai, kad šis tyrimas sukuria naują paradigmą kitų neauginamų žmogaus virusų dauginimui ir tyrinėjimui. Biologiškai aktyvūs kvėpavimo organoidai leidžia mokslininkams apibendrinti kvėpavimo takų virusines infekcijas, įvertinti vaistų veiksmingumą ir sukurti vakcinas bei gydymo priemones, skirtas pašalinti kvėpavimo takų keliamą pavojų visuomenės sveikatai. virusai“.
Profesorius Kelvinas To Kai-wangas, to paties katedros pirmininkas ir klinikinis profesorius, pažymėjo: „HRV-C tyrimų komandos atliktas proveržis rodo nepajudinamą fakulteto įsipareigojimą mokslinėms naujovėms ir suteikia esminę mokslinę paramą įgyvendinant visuomenės sveikatos politiką. “.
Profesorius Yuen Kwok-Yung, pirmininkas profesorius, taip pat iš Mikrobiologijos katedros, pabrėžė: „Tai yra svarbus tyrimas, atveriantis naują kelią kovojant su šiuo peršalimo virusu”.